(57)【要約】  電池と、電池を収納するケースと、を備えた電池パックであって、ケースが、天面板と、底面板と、天面板と底面板との間の空間を規定する側面板と、天面板と側面板とを結合する第１結合部と、底面板と側面板とを結合する第２結合部とを具備し、第１結合部および第２結合部の少なくとも一方が、肉厚部または薄肉部を有する、電池パック。肉厚部または薄肉部は、第１結合部または第２結合部の稜線の全体にわたって設けてもよく、稜線に部分的に設けられていてもよく、稜線に間欠的に設けられていてもよい。
2011114625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池と、前記電池を収納するケースと、を備えた電池パックであって、
前記ケースが、天面板と、底面板と、前記天面板と前記底面板との間の空間を規定する側面板と、前記天面板と前記側面板とを結合する第１結合部と、前記底面板と前記側面板とを結合する第２結合部と、を具備し、
前記第１結合部および前記第２結合部の少なくとも一方が、肉厚部または薄肉部を有する、電池パック。
【請求項２】
前記肉厚部が、前記第１結合部または前記第２結合部の内面の隅を、円弧状にすることにより形成される、請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
前記肉厚部が、前記第１結合部または前記第２結合部の内面の隅に沿って、突条を設けることにより形成される、請求項１記載の電池パック。
【請求項４】
前記肉厚部が、前記天面板と前記側面板の厚さ、または、前記底面板と前記側面板の厚さを、前記第１結合部または前記第２結合部の内面の隅に向かって、徐々に厚くすることにより形成される、請求項１記載の電池パック。
【請求項５】
前記薄肉部が、前記第１結合部または前記第２結合部の内面の隅に沿って、溝を設けることにより形成される、請求項１記載の電池パック。
【請求項６】
前記薄肉部が、前記天面板と前記側面板の厚さ、または、前記底面板と前記側面板の厚さを、前記第１結合部または前記第２結合部の内面の隅に向かって、徐々に薄くすることにより形成される、請求項１記載の電池パック。
【請求項７】
前記肉厚部または前記薄肉部が、第１結合部または第２結合部の稜線の全体にわたって設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項８】
前記肉厚部または前記薄肉部が、第１結合部または第２結合部の稜線に部分的に設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項９】
前記肉厚部または前記薄肉部が、第１結合部または第２結合部の稜線に間欠的に設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池とそれを収納するケースとを備えた電池パックに関し、特に、互いに電気的に接続された複数の二次電池と、これらを収納する合成樹脂製の外装ケースと、を具備する電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型パーソナルコンピュータ（以下、ノート型パソコンと称す）や移動体通信機器の高機能化による搭載集積回路の拡大により、搭載部品の小型軽量化が進んでいる。同様に、デジタルスチルカメラの小型軽量化、あるいは携帯用音楽プレーヤの薄型軽量化も進展している。これに伴い、これらの機器に搭載される電池パックの薄型軽量化が強く要望されている。電池パックは、電池と、電池を外部に電力の供給が可能なように収納する外装ケースとを備えている。【０００３】
従来のノート型パソコンなどの機器には、厚み３ｍｍ〜２０ｍｍの角型の電池パックが用いられている。電池パックを薄型化するとともに、十分な電池容量を確保するには、外装ケースを構成する材料の薄肉化が要求される。このような材料として、例えば、厚さ０．５ｍｍ程度の板材が多く用いられている。【０００４】
一方、電池パックは、高品質であることが求められる。例えばノート型パソコンなどの電子機器に電池パックを組み込む場合、高い寸法精度が要求される。また、落下時の衝撃に耐える機械的強度を確保し、安全性を向上させることも強く要望されている。これらの要望に応えるには、外装ケースの反りなどの変形を防ぎ、電池パックの歪を低減するとともに、機器への装着性を高めることが重要である。【０００５】
外装ケースは、一般に、天面板と、底面板と、天面板と底面板との間の空間を規定する側面板とを具備する。例えば、特許文献１に示されるように、天面板と側面板の一部からなり、開口を有する第１ケースと、底面板と側面板の残部からなり、第１ケースの開口を塞ぐ第２ケースとで、外装ケースが構成される。これらのケースは、一般に、合成樹脂を射出成形することにより得られる。天面板（または底面板）と側面板の肉厚は、通常、等しくなるように成形される。このようなケースは、成形時の樹脂収縮等により、反りなどの変形を生じやすい。【０００６】
外装ケースを成形する際には、所定形状のキャビティを有する金型が用いられる。そこで、外装ケースの反りなどの変形を防ぐ観点から、成形時の樹脂の冷却時間を制御して、樹脂の収縮を抑制することが提案されている（特許文献２参照）。具体的には、金型温度の上昇に応じて冷却時間が長くなるように、キャビティ近くに埋設した温度センサの出力信号を利用して冷却時間が算出される。【０００７】
成形品の収縮バランスを取るために、可動金型と固定金型とで規定されるキャビティ内において、溶融樹脂の表面が固化し始めた頃に、可動金型からガスを注入し、キャビティ内の圧力を所定期間、高く保持することなども提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１３５３４２号公報
【特許文献２】特開平６−２５４９２９号公報
【特許文献３】特開２００３−２４５９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献２が提案するように、成形時の冷却時間を制御するとしても、外装ケースの微妙な反りを抑制できるほどの高精度な制御は困難である。【００１０】
また、特許文献３が提案するように、キャビティ内の圧力を高く保持する場合、樹脂の肉厚により、印加される圧力に差が生じる。そのため、成形中の樹脂の収縮状態にも差が生じ、結果的に反りの抑制は困難になる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記のように、成形時の諸条件を制御する場合でも、外装ケースの反りの抑制が依然として困難であることに鑑み、本発明は、成形品の構造を改良することにより、反りを抑制することに着眼している。【００１２】
すなわち、本発明は、電池と、前記電池を収納するケースと、を備えた電池パックであって、前記ケースが、天面板と、底面板と、前記天面板と前記底面板との間の空間を規定する側面板と、前記天面板と前記側面板とを結合する第１結合部と、前記底面板と前記側面板とを結合する第２結合部とを具備し、前記第１結合部および前記第２結合部の少なくとも一方が、肉厚部または薄肉部を有する、電池パックに関する。【００１３】
本発明の一形態において、前記肉厚部は、前記第１結合部または前記第２結合部の内面の隅を、円弧状にすることにより形成される。【００１４】
本発明の他の一形態において、前記肉厚部は、前記第１結合部または前記第２結合部の内面の隅に沿って、突条を設けることにより形成される。【００１５】
本発明の他の一形態において、前記肉厚部は、前記天面板と前記側面板の厚さ、または、前記底面板と前記側面板の厚さを、前記第１結合部または前記第２結合部の内面の隅に向かって、徐々に厚くすることにより形成される。【００１６】
本発明の一形態において、前記薄肉部は、前記第１結合部または前記第２結合部の内面の隅に沿って、溝を設けることにより形成される。【００１７】
本発明の他の一形態において、前記薄肉部は、前記天面板と前記側面板の厚さ、または、前記底面板と前記側面板の厚さを、前記第１結合部または前記第２結合部の内面の隅に向かって、徐々に薄くすることにより形成される。【００１８】
本発明の一形態において、前記肉厚部または前記薄肉部は、第１結合部または第２結合部の稜線（ｅｄｇｅ-ｌｉｎｅ）の全体にわたって設けられている。【００１９】
本発明の他の一形態において、前記肉厚部または前記薄肉部は、第１結合部または第２結合部の稜線に部分的に設けられている。【００２０】
本発明の他の一形態において、前記肉厚部または前記薄肉部は、第１結合部または第２結合部の稜線に間欠的に設けられている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、成形時の諸条件の制御の有無にかかわらず、ケースの反りなどの変形が抑制された電池パックを提供することが可能である。よって、電池パックの寸法精度が向上し、電子機器への装着性が高められる。また、ケースの残留応力を軽減できるため、電池パックの機械的強度を確保しやすくなる。電池パックの機械的強度の確保により、機器使用時の電池パックの安全性の向上も期待できる。【００２２】
本発明の新規な特徴を添付の請求の範囲に記述するが、本発明は、構成および内容の両方に関し、本願の他の目的および特徴と併せ、図面を照合した以下の詳細な説明によりさらによく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る肉厚部を有する電池パックの構造を示す分解斜視図である。
【図２】同電池パックのケースの内部の上面図である。
【図３】同電池パックのケースの一部切欠斜視図である。
【図４】同電池パックのケースの要部の第１変形例を示す斜視図である。
【図５】同電池パックのケースの要部の第２変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明の比較例の電池パックのケースの反り状態を示す概念図である。
【図７】本発明の比較例の電池パックのケースの逆反り状態を示す概念図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る肉厚部を有する電池パックのケースの一部切欠斜視図である。
【図９】本発明の更に他の実施形態に係る肉厚部を有する電池パックのケースの一部切欠斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る薄肉部を有する電池パックのケースの一部切欠斜視図である。
【図１１】同電池パックのケースの要部の第１変形例を示す斜視図である。
【図１２】同電池パックのケースの要部の第２変形例を示す斜視図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る薄肉部を有する電池パックのケースの一部切欠斜視図である。
【図１４】本発明の更に他の実施形態に係る薄肉部を有する電池パックのケースの一部切欠斜視図である。
【図１５】本発明の比較例の電池パックのケースの一部切欠斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、電池と、電池を外部に電力の供給が可能なように収納するケース（以下、外装ケース）と、を備えた電池パックに関する。ここで、外装ケースは、天面板と、底面板と、天面板と底面板との間の空間を規定する側面板とを具備する。天面板と底面板の形状は、特に限定されないが、通常は、互いに直角に交わる、主要な二対の平行な辺を有し、矩形またはこれに近い形状を有する。側面板は、通常、天面板と底面板との距離が一定になるように、天面板と底面板との間の空間を規定している。
【００２５】
外装ケースは、例えば、天面板と側面板の一部（以下、第１側面部）を有し、開口を有する第１ケースと、底面板と側面板の残部（以下、第２側面部）を有し、第１ケースの開口を塞ぐ第２ケースと、を具備する。第１ケースの開口の輪郭を定める第１側面部の端部は、第２ケースの第２側面部の端部と接合される。接合の方法は、特に限定されないが、外装ケースは、通常は、樹脂製であるため、溶着または接着剤により接合される。
【００２６】
上記のような第１ケースと第２ケースとを具備する外装ケースの場合、天面板と第１側面部は、通常、一体に成形されている。ここでは、屈曲した形状の天面板と第１側面部との境界部を第１結合部と称する。同様に、底面板と第２側面部は、通常、一体に成形されている。ここでは、屈曲した形状の底面板と第２側面部との境界部を第２結合部と称する。ただし、天面板と第１側面部、または、底面板と第２側面部が一体に成形されていない場合もある。例えば、第１ケースだけが側面板を有し、第２ケースは底面板だけで構成することもできる。また、天面板と、側面板と、底面板とを、別々に成形し、これらを溶着または接着剤により接合する場合もある。この場合、第１結合部および第２結合部は、それぞれ溶着または接着剤による接合部となる。
【００２７】
本発明において、第１結合部および第２結合部の少なくとも一方は、肉厚部または薄肉部を有する。肉厚部または薄肉部は、第１結合部および第２結合部の両方に形成することが、外装ケースの変形を抑制する効果が高められる点で望ましい。ただし、第１結合部および第２結合部の一方だけに肉厚部または薄肉部を設けても、外装ケースの変形を抑制する効果を、ある程度は得ることができる。なお、第１結合部および第２結合部の一方に肉厚部を設け、他方に薄肉部を設けることもできる。
【００２８】
肉厚部または薄肉部は、天面板から側面板に跨るように、または、底面板から側面板に跨るように設けることができる。ただし、天面板または底面板と側面板との境界部の側面板側寄りに肉厚部または薄肉部を設けてもよいし、境界部の天面板側寄りまたは底面板側寄りに肉厚部または薄肉部を設けてもよい。
【００２９】
上記のような肉厚部または薄肉部を設けることで、樹脂の収縮バランスが良くなり、反りなどの変形が抑制される。例えば、矩形の天面板または底面板の収縮による影響と、その四方を囲む側面部の収縮による影響とが、肉厚部または薄肉部の存在により低減されると考えられる。外装ケースの変形が抑制されることにより、電池パックの寸法制度が高くなり、機器への装着性が高くなる。
【００３０】
外装ケースの変形が抑制されると、電池パックの耐衝撃性も高くなり、安全性の向上を図ることが可能となる。例えば、第１ケースと第２ケースとの接合部に発生する残留応力が軽減されるため、電池パックの落下時に、接合部の開裂が抑制される。
【００３１】
肉厚部または薄肉部は、外装ケースの内面側に設けることが好ましい。このようにすれば、外装ケースの外面に不要な凹凸が形成されることがなく、外装ケースの外観を損なったり、機器への装着性を損なったりすることがないからである。
【００３２】
肉厚部は、例えば、第１結合部または第２結合部の内面の隅を、円弧状にすることにより形成される。第１結合部または第２結合部の外面の隅は、円弧状でも、先端が９０度、鋭角または鈍角を成す尖った形状でもよい。外面の隅が円弧状である場合、内面の隅の曲率半径（Ｒｉｎ）よりも、外面の隅の曲率半径（Ｒｏｕｔ）を小さく（曲率を大きく）する。具体的には、内面の隅の円弧の曲率半径（Ｒｉｎ）は、例えば０．３〜１．２ｍｍである。
外面の隅が円弧状である場合、その曲率半径（Ｒｏｕｔ）は、例えば０．２〜０．３ｍｍである。Ｒｉｎ／Ｒｏｕｔの比は２．５以上、更には２．５〜４であることが好ましい。このようにすることで、ケースの反りを抑制するのに十分な肉厚部を形成することが容易となる。
【００３３】
内面の隅には、更に、外装ケース内に収納される円筒型電池の半径に対応させた円弧を形成することもできる。このような円弧を形成することにより、外装ケース内の隙間を低減することができる。この場合、円筒型電池の周面を肉厚部の内面で支持させた状態で外装ケース内に当該電池を収納できる。
【００３４】
ここで、円弧とは、第１結合部または第２結合部を、天面板（または底面板）に垂直かつ側面板に垂直に切断した断面（以下、要部断面）に形成される円弧をいう。要部断面において、天面板（または底面版）から側面板にわたって結合部の内面は単調なカーブを描く。ただし、天面板（または底面板）および側面板が均一な肉厚であり、外面が、搭載される電池の半径に前記肉厚を加えた寸法の円弧を描く場合は除外される。
【００３５】
天面板および底面板の厚さＴ１は、特に限定されないが、電池パックの小型化および軽量化の観点から、一般に０．５〜１．５ｍｍ程度である。また、側面板の厚さＴ２は、一般に０．３〜１．５ｍｍである。
【００３６】
肉厚部は、第１結合部または第２結合部の内面の隅に沿って、突条を設けることにより形成することもできる。要部断面において、内面の隅における突条の断面形状は、特に限定されない。例えば、内面側に凸で、先端が９０度、鋭角または鈍角を成す尖った形状か、内面側に凸の円弧状である。要部断面において、外面の隅から突条の先端までの距離（Ｔｃｓ）と、天面板（または底面板）の厚さＴ１と、側面板の厚さＴ２との関係は、例えば１．５×Ｔ１≦Ｔｃｓ≦２×Ｔ１、かつ１．５×Ｔ２≦Ｔｃｓ≦２×Ｔ２である。この範囲であれば、ケースの反りを抑制するのに十分な肉厚部を形成することが容易となることに加え、外装ケース内に電池の収納空間を十分に確保することができる。
【００３７】
肉厚部は、また、天面板と側面板の厚さ、または、底面板と側面板の厚さを、第１結合部または第２結合部の内面の隅に向かって、徐々に厚くすることにより形成することもできる。例えば、外面の隅からの距離Ｌが３ｍｍ以内の範囲において、１ｍｍあたり３０〜１６０μｍの割合で厚さを変化させることが好ましい。このように、厚さを徐々に変化させることで、外装ケースの反りを抑制する応力緩和の効果が高められると考えられる。ただし、外装ケース内の空間を十分に確保する観点から、第１結合部または第２結合部の最も厚い部分の厚さ（ｔｍａｘ：外面の隅から内面の隅までの距離）は、１．５×Ｔ１≦ｔｍａｘ≦２×Ｔ１、かつ１．５×Ｔ２≦ｔｍａｘ≦２×Ｔ２を満たすことが好ましい。
【００３８】
一方、薄肉部は、例えば、第１結合部または第２結合部の内面の隅に沿って、溝を設けることにより形成される。要部断面において、溝の断面形状は、特に限定されないが、例えば、外面側に凸で先端が鋭角または鈍角の形状、外面側に凸の円弧状、天面板（または底面板）に平行な底面を有する形状、または側面板に平行な底面を有する形状である。溝の最大深さＤ（図１０のＤ１および図１３のＤ２がこれに該当する）と、天面板（または底面板）の厚さＴ１と、側面板の厚さＴ２との関係は、例えば０．５×Ｔ１≦Ｄ≦０．８×Ｔ１、かつ０．５×Ｔ２≦Ｄ≦０．８×Ｔ２である。この範囲であれば、外装ケースの反りを抑制するのに十分な薄肉部を形成することが容易となることに加え、外装ケースの十分な強度を確保することができる。
【００３９】
薄肉部は、また、天面板と側面板の厚さ、または、底面板と側面板の厚さを、第１結合部または第２結合部の内面の隅に向かって、徐々に薄くすることにより形成することもできる。例えば、外面の隅からの距離Ｌが３ｍｍ以内の範囲において、１ｍｍあたり３０〜１６０μｍの割合で厚さを変化させることが好ましい。このように、厚さを徐々に変化させることで、外装ケースの反りを抑制する応力緩和の効果が高められると考えられる。ただし、外装ケースの強度を十分に確保する観点から、第１結合部または第２結合部の最も薄い部分の厚さ（ｔｍｉｎ）は０．５×Ｔ１≦ｔｍｉｎ≦０．８×Ｔ１、かつ０．５×Ｔ２≦ｔｍｉｎ≦０．８×Ｔ２を満たすことが好ましい。
【００４０】
上記のような肉厚部および薄肉部は、任意の組み合わせで、第１ケースと第２ケースに設けることができる。例えば、第１ケースに円弧状の肉厚部を設けるとともに第２ケースに突条の肉厚部を設けたり、第１ケースに天面板に平行な底面を有する溝からなる薄肉部を設けるとともに第２ケースに突条の肉厚部を設けたりすることもできる。
【００４１】
肉厚部または薄肉部は、第１結合部または第２結合部の稜線の全体にわたって設けられていてもよく、部分的に設けられていてもよい。ただし、部分的な肉厚部または薄肉部は、互いに対向する平行な辺（稜線）の対象な位置に、それぞれ設けることが好ましい。肉厚部または薄肉部は、特に、第１結合部または第２結合部の稜線に沿って間欠的に設けることが好ましい。このとき、隣り合う肉厚部または薄肉部同士の間隔は、一つの辺（稜線）の中では等間隔にすることが好ましい。このように、肉厚部または薄肉部を間欠的に設けることで、外装ケースに生じる応力を緩和する効果が高められると考えられる。
【００４２】
なお、第１結合部または第２結合部の全長（すなわち、天面板および底面板の周囲長）をＬ０とするとき、間欠的に設ける肉厚部または薄肉部の１つあたりの長さ（Ｌn）は、例えば０．０４×Ｌ０≦Ｌn≦０．２×Ｌ０を満たすことが好ましい。このように、短い肉厚部または薄肉部を複数個所にわたって設けることで、外装ケースに生じる応力を緩和する効果が高められるだけでなく、外装ケースの強度も高められる。このような効果を、より確実に得る観点から、肉厚部または薄肉部が設けられている部分の合計長さ（ＬN）は、Ｌ０の６０〜７０％であることが好ましい。
【００４３】
以下、図面を参照しながら、代表例としてノート型パソコン用電池パックについて説明する。ただし、本発明の電池パックは、ノート型パソコン用に限定されるものではなく、また、その構造は以下の図面により限定されるものではない。例えば、デジタルスチルカメラ、携帯用音楽プレーヤ、携帯電話などの小型機器、電動工具、電動自転車、電気自動車、ハイブリッド自動車など、様々な用途の電池パックに本発明を適用できる。
【００４４】
図１および図２に、本発明の一実施形態に係る、肉厚部を有する電池パックの構造を示す。電池パック１０は、矩形の天面板１１とその四辺から垂直に延びる第１側面部１３ａとを有する第１ケース１０１、および、底面板１５とその四辺から延びる第２側面部１３ｂを有する第２ケース１０３を具備する。第１側面部１３ａの端部は、第１ケース１０１の開口の輪郭を定めており、同じく、第２ケース１０３の開口の輪郭を定める第２側面部１３ｂの端部とつき合わされ、接合される。第１側面部１３ａと第２側面部１３ｂは、一体となって、天面板と底面板の間の空間を規定する側面板１３を構成している。
【００４５】
外装ケース内には、複数の電池１２が、外部に電力の供給が可能なように収納されている。具体的には、直列に接続された３個の電池１２の群を１セットとし、２セットの電池群がリード１４ａ、１４ｂを介して並列に接続され、互いに横並びに配置されている。合計６個の電池１２からなる組電池は、２セットの電池群の間を仕切る中央仕切板１６ａと、直列接続された電池１２の前後を仕切る補助仕切板１６ｂにより、仕切られている。これらの仕切板により、外装ケース内部での電池１２の動きが抑制され、電池同士の接続が安定に維持される
なお、上記は電池の収納形態の一例に過ぎず、電池の数や接続の仕方は特に限定されない。また、中央仕切板および補助仕切板は、必須ではない。
【００４６】
電池１２は、一次電池でも、二次電池でも良いが、二次電池を用いることが一般的である。二次電池としては、リチウムイオン電池、ニッケル水素蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池などが挙げられる。これらの中でも、高容量かつ高出力が得られる点で、特にリチウムイオン電池を用いることが主流となっている。
【００４７】
天面板１１と第１側面部１３ａは一体に成形されており、屈曲した形状のこれらの境界部が第１結合部１７ａとなる。同様に、底面板１５と第２側面部１３ｂは一体に成形されており、屈曲した形状のこれらの境界部が第２結合部１７ｂとなる。第１結合部１７ａおよび第２結合部１７ｂの状態を、電池パックのケースの一部を切欠した状態で図３に示す。ただし、図３において、外装ケース内部に収納される電池１２の図示は省略されている。
【００４８】
図３に示すように、第１結合部１７ａおよび第２結合部１７ｂは、それらの内面の隅をそれぞれ円弧状（Ｒ形状）にすることにより形成された肉厚部１９を有する。外面の隅は、図３に示すように尖った形状でもよいが、円弧状でもよい。肉厚部１９を設けることにより、成形時の諸条件の制御の有無にかかわらず、第１ケース１０１および第２ケース１０３の収縮バランスを良くする所定の効果が得られ、ソリなどの変形を抑制することが可能となる。また、肉厚部１９は、第１結合部１７ａおよび第２結合部１７ｂの内面の隅をそれぞれ円弧状にすることにより形成されているため、外装ケースの外面側に突出した部分が生じず、電池パックの外観や機器への装着性が損なわれることがない。更に、第１結合部１７ａおよび第２結合部１７ｂの機械的強度も向上する。
【００４９】
なお、外装ケース内部には、電池１２を過充電や過放電から保護するための保護回路を具備する回路基板（図示せず）を収納することができる。このような回路基板は、複数の内部端子を有しており、内部端子はリード１４ａ、１４ｂと接続される。そして、回路基板は、電池パックをノート型パソコン等の機器に装着するためのコネクタ１８に接続される。電池からノート型パソコンへの電力供給（放電）や、外部電源による電池への充電は、コネクタ１８を介して行われる。
【００５０】
肉厚部は、第１結合部１７ａおよび第２結合部１７ｂの稜線の全体にわたって設けられていてもよく、図４に示すように、稜線に沿って部分的に設けられた所定長さ（例えば長さ２０〜４０ｍｍ）の肉厚部１９ｘでもよい。また、図５に示すように、短い（例えば長さ１５〜２０ｍｍ）肉厚部１９ｙを、稜線に沿って複数箇所に、例えば等間隔で、間欠的に設けてもよい。
【００５１】
各結合部の内面の隅には、更に、曲率半径（Ｒｉｎ）を、外装ケース内に収納される電池の半径に対応させた円弧を形成してもよい。上記のような肉厚部を、内部に収納される電池の状態に応じて設計することにより、電池パック内に隙間無く電池を収納することもできる。その結果、電池パックの強度が向上するとともに、外装ケース内部で電池が安定に支持される。
【００５２】
第１結合部および第２結合部に肉厚部または薄肉部を設けない場合、第１ケースおよび第２ケースには、図６に示すように、外側に凸となる反り（ケース１０１Ａ）が発生したり、図７に示すように、内側に凸となる逆反り（ケース１０１Ｂ）が発生したりする場合がある。このような反りは、天面板と側面板との第１結合部または底面板と側面板との第２結合部において、樹脂の収縮等による応力が残留するために起ると考えられる。一方、肉厚部を設ける場合、溶融樹脂が冷却固化する際の収縮による応力の発生具合が均等になりやすく、このような反りが低減されると考えられる。また、薄肉部を設ける場合も、同様に、溶融樹脂が冷却固化する際の収縮による応力の発生具合が均等になりやすく、反りが低減されると考えられる。
【００５３】
上記のような反りまたは逆反りは、樹脂の収縮バランスが不均一になりやすい形状のケースを成形するときほど、大きくなる傾向がある。例えば、天面板または底面板の収縮による引っ張り応力よりも、側面板の収縮による引っ張り応力が大きくなると、外側に凸となる反りが発生しやすい。また、天面板または底面板の収縮による引っ張り応力よりも、側面板の収縮による引っ張り応力が小さくなると、内側に凸となる反りが発生しやすい。
【００５４】
次に、外装ケースの製造方法について説明する。
第１ケース１０１および第２ケース１０３は、それぞれ合成樹脂、例えば熱可塑性樹脂を主成分とする組成物を、所定の金型を用いて射出成形することにより得ることができる。射出成形の方法は、特に限定されないが、外装ケースの反りを抑制する効果を高める観点から、従来のように、成形時の金型温度や金型内の圧力を制御してもよい。
【００５５】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリアミド、液晶ポリマー等が挙げられる。樹脂組成物には、無機フィラー、難燃剤など、様々な添加剤を含有させることができる。
【００５６】
射出成形に用いる金型は、通常、所定形状の凹部を有する雌型と、前記凹部と所定間隔をおいて嵌合する凸部を有する雄型からなり、凹部と凸部の間に形成される間隔が、樹脂を注入するキャビティとなる。金型には、スプルー、ランナーおよびゲートが設けられている。射出用ノズルから型閉めされた金型に溶融状態の樹脂が注入される。樹脂は、スプルー、ランナー、ゲートを通ってキャビティに導入される。金型内の溶融樹脂が冷却されて固化すると、金型は型開きされる。通常、このような一連の操作は、所定の制御装置により制御される。
【００５７】
型開きされた金型から、成形されたケースを取り出す。その後、第１ケースまたは第２ケースに、仕切板、回路基板、コネクタなどを取り付け、電池やリードの組み込みを行い、第１ケースと第２ケースの開口端部同士を突き合わせて接合することにより、電池パックが得られる。
【００５８】
次に、肉厚部の他の形態について説明する。
図８の電池パック１０Ａの肉厚部１９Ａは、第１結合部１７ａおよび第２結合部１７ｂの内面の隅に沿って、突条８０を設けることにより形成されている。要部断面において、突条の断面形状は、内面側に凸であり、先端８３が約９０度の角度を成す尖った形状である。このような肉厚部を形成することにより、図３に示した肉厚部と同様の、反りの抑制、外装ケースの機械的強度の向上などの効果を得ることができ、かつ、より高い機械的強度を得ることが可能である。
【００５９】
図９の電池パック１０Ｂの肉厚部１９Ｂは、天面板と側面板の厚さを第１結合部の内面の隅に向かって徐々に厚くするとともに、底面板と側面板の厚さを第２結合部の内面の隅に向かって徐々に厚くすることにより形成されている。天面板、底面板および側面板の厚さは、各結合部の隅の近傍までは、一定の割合で増加し、隅の断面は円弧状となっている。また、各結合部の隅の近傍では、天面板（または底面板）と側面板の内面がより内面側に向かって傾斜しており、各部の外面は平坦であるため、電池パックの外形の厚さは一定である。このような肉厚部を形成することにより、図３に示した肉厚部と同様の、反りの抑制、外装ケースの機械的強度の向上などの効果を得ることができ、かつ反りの抑制効果を高めることが可能である。
【００６０】
次に、本発明の一実施形態に係る、薄肉部を有する電池パックの構造を示す。
図１０の電池パック１０Ｃの薄肉部１９Ｃは、第１結合部１７ａおよび第２結合部１７ｂの内面の隅に沿って、外面側に凸の円弧状の深さＤ１を有する溝１００を設けることにより形成されている。このような薄肉部を形成することにより、図３に示した肉厚部と同様の、反りの抑制、外装ケースの機械的強度の向上などの効果を得ることができる。
【００６１】
薄肉部は、第１結合部１７ａおよび第２結合部１７ｂの稜線の全体にわたって設けられていてもよく、図１１に示すように、稜線に沿って部分的に設けられた所定長さ（例えば長さ２０〜４０ｍｍ）の薄肉部１９ｚでもよい。また、図１２に示すように、短い（例えば長さ１５〜２０ｍｍ）薄肉部１９ｗを、稜線に沿って複数箇所に、例えば等間隔で、間欠的に設けてもよい。
次に、薄肉部の他の形態について説明する。
図１３の電池パック１０Ｄの薄肉部１９Ｄは、第１結合部および第２結合部の内面の隅に沿って、側面板に平行な底面１５０を有する深さＤ２の溝１３０を設けることにより形成されている。このような薄肉部を形成することにより、図１０に示した薄肉部と同様の、反りの抑制、外装ケースの機械的強度の向上などの効果を得ることが可能である。溝１３０の底面１５０の幅Ｗと、天面板（または底面板）の厚さＴ１と、側面板の厚さＴ２との関係は、例えば０．５×Ｔ１≦Ｗ≦１×Ｔ１、かつ０．５×Ｔ２≦Ｗ≦１×Ｔ２である。このことは、側面板に平行な底面を有する溝の代わりに、天面板または底面板に平行な底面を有する溝を設ける場合についても同様である。
【００６２】
図１４の電池パック１０Ｅの薄肉部１９Ｅは、天面板と側面板の厚さを第１結合部の内面の隅に向かって徐々に薄くするとともに、底面板と側面板の厚さを第２結合部の内面の隅に向かって徐々に薄くすることにより形成されている。天面板、底面板および側面板の厚さは、各結合部の隅の近傍までは、一定の割合で減少し、隅の断面は曲率の大きい円弧状となっている。また、各結合部の隅の近傍では、天面板（または底面板）と側面板の内面が外面側に向かって傾斜しており、各部の外面は平坦であるため、電池パックの外形の厚さは一定である。このような薄肉部を形成することにより、図１０に示した薄肉部と同様の、反りの抑制、外装ケースの機械的強度の向上などの効果を得ることができ、かつ反りの抑制効果を高めることが可能である。
【００６３】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００６４】
図１〜３に示すような外形寸法：長手方向の長さ２００ｍｍ、幅方向の長さ４０ｍｍ、高さ２０ｍｍの外装ケースを有する電池パックを作製した。ここでは、熱可塑性樹脂として難燃剤を添加したポリカーボネートを用い、所定の金型で射出成形して、ほぼ上下対称の形状を有する第１ケースと第２ケースを成形した。射出成形の一連の操作は、所定の制御装置により制御した。得られたケースに、仕切板、回路基板、コネクタなどを取り付け、図１に示すように、直列接続された３個の電池からなる電池群を２セット並列に接続してケース内に組み込んだ。その後、第１ケースと第２ケースの開口端部同士を突き合わせて接着剤で接合した。【００６５】
外装ケースの天面板および底面板の厚さを１ｍｍ、側面板の厚さを１ｍｍとした。各ケースの第１結合部または第２結合部の内面の隅は円弧状とし、外面の隅は曲率半径の小さい円弧状とすることで、肉厚部を形成した。内面の隅の曲率半径（Ｒｉｎ）は１ｍｍ、外面の隅の曲率半径（Ｒｏｕｔ）は０．３ｍｍとした。なお、肉厚部は、第１結合部および第２結合部の稜線の全体（すなわち天面板および底面板の周囲全体）に沿って形成した。
【実施例２】
【００６６】
図８に示すように、各ケースの第１結合部または第２結合部の内面の隅に沿って突条を設けることにより、肉厚部を各結合部の稜線の全体に沿って形成したこと以外、実施例１と同様に、電池パックを作製した。突条の断面形状は、内面側に凸で先端が９０度の角度を成す尖った形状とした。外面の隅から突条の先端までの距離（Ｔｃｓ）は、２．８ｍｍとした。
【実施例３】
【００６７】
図９に示すように、天面板と側面板の厚さ、および、底面板と側面板の厚さを、第１結合部または第２結合部の内面の隅に向かって、徐々に厚くすることにより、各ケースの第１結合部または第２結合部の稜線の全体に沿って肉厚部を形成したこと以外、実施例１と同様に、電池パックを作製した。各結合部の最も厚い部分の厚さ（ｔｍａｘ）は、２．８ｍｍとした。ただし、外面の隅からの距離Ｌが３ｍｍ以内の範囲において、厚さ１ｍｍから一定割合で厚さを徐々に変化させた。
【実施例４】
【００６８】
図４に示すように、内面の隅が円弧状の肉厚部（長さ２０ｍｍ）を、各結合部の稜線に沿って、長側面の両端部側に部分的に設けたこと以外、実施例１と同様に、電池パックを作製した。
【実施例５】
【００６９】
図５に示すように、内面の隅が円弧状の肉厚部（長さ２０ｍｍ）を、各結合部の稜線に沿って、複数箇所に等間隔（間隔２５ｍｍ）で間欠的に設けたこと以外、実施例１と同様に、電池パックを作製した。【００７０】
（比較例１）
外装ケースの天面板および底面板の厚さを１ｍｍとし、図１５に示すように、内面の隅の曲率半径を外面の隅と同じとし、各ケースの第１結合部または第２結合部に肉厚部を全く設けなかったこと以外、実施例１と同様に、電池パック１０Ｆを作製した。【００７１】
（比較例２）
外装ケースの天面板および底面板の厚さを１ｍｍとし、側面板の厚さを０．３ｍｍとしたこと以外、比較例１と同様に、電池パックを作製した。【００７２】
実施例１〜５および比較例１〜２の外装ケースの天面板の反り量を、ピックテスタを用いて測定した。具体的には、天面板の最上位部位と最下位部位との高低差を反り量として定義した。【００７３】
実施例１〜５および比較例１〜２の電池パックについて、それぞれ３０個の反り量を測定し、平均値を求めた。結果を表１に示す。なお、高低差が逆転し、逆反り状態となった場合（図７参照）には、反り量を負の値で示す。【００７４】
【表１】
2011114625.tif 000003
【００７５】
表１に示すように、実施例１〜５は、比較例１〜２に比べて反り量が少ないことが確認できた。これは天面板（または底面板）と側面板との結合部に肉厚部を設けたことにより、肉厚差によって各ケースの収縮バランスが釣り合ったためと考えられる。一方、比較例１〜２では著しく反り量が増加している。なお、比較例２は、反りの方向が比較例１と逆方向（逆反り状態）である。これは、天面板（または底面板）と側面板の収縮バランスが取れず、天面板（または底面板）の引っ張り応力が、側面板の引っ張り応力を上回ったものと考えられる。【００７６】
実施例４〜５は、肉厚部の設置方法によって反り抑制の効果が変化することを示すとともに、僅かな肉厚部を設けるだけでも、比較例１〜２より著しく反りを抑制できることを示している。
【実施例６】
【００７７】
外装ケースの天面板および底面板の厚さを１．５ｍｍとし、図１０に示すように、各ケースの第１結合部または第２結合部の内面の隅に沿って、円弧状の深さＤ１が０．５ｍｍの溝を設けることにより、薄肉部を各結合部の稜線の全体に沿って形成したこと以外、実施例１と同様に、電池パックを作製した。
【実施例７】
【００７８】
図１３に示すように、各ケースの第１結合部または第２結合部の内面の隅に沿って、側面板に平行な底面を有する深さＤ２が０．２ｍｍ、幅Ｗが１ｍｍの溝を設けることにより、薄肉部を各結合部の稜線の全体に沿って形成したこと以外、実施例６と同様に、電池パックを作製した。
【実施例８】
【００７９】
図１４に示すように、天面板と側面板の厚さ、および、底面板と側面板の厚さを、第１結合部または第２結合部の内面の隅に向かって、徐々に薄くすることにより、各ケースの第１結合部または第２結合部の稜線の全体に沿って薄肉部を形成したこと以外、実施例６と同様に、電池パックを作製した。各結合部の最も薄い部分の厚さ（ｔｍｉｎ）は、０．３ｍｍとした。ただし、外面の隅からの距離Ｌが３ｍｍ以内の範囲において、厚さ１ｍｍまたは１．５ｍｍから一定割合で厚さを徐々に変化させた。
【実施例９】
【００８０】
図１１に示すように、円弧状の溝（長さ２０ｍｍ）を、各結合部の稜線に沿って、長側面の両端部側に設けたこと以外、実施例６と同様に、電池パックを作製した。
【実施例１０】
【００８１】
図１２に示すように、円弧状の溝（長さ２０ｍｍ）を、各結合部の稜線に沿って、複数箇所に等間隔（間隔２５ｍｍ）で間欠的に設けたこと以外、実施例６と同様に、電池パックを作製した。【００８２】
実施例６〜１０の電池パックについて、それぞれ３０個の反り量を測定し、平均値を求めた。結果を表２に示す。【００８３】
【表２】
2011114625.tif 000004
【００８４】
表２に示すように、実施例６〜１０は、比較例１〜２に比べて反り量が少ないことが確認できた。これは天面板（または底面板）と側面板との結合部に薄肉部を設けたことにより、肉厚差によって各ケースの収縮バランスが釣り合ったためと考えられる。【００８５】
実施例９〜１０は、薄肉部の設置方法によって反り抑制の効果が変化することを示すとともに、僅かな薄肉部を設けるだけでも、比較例１〜２より著しく反りを抑制できることを示している。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明によれば、成形時の諸条件の制御の有無にかかわらず、ケースの反りなどの変形が抑制された電池パックを提供することが可能である。よって、高い品質が求められる機器、例えばノート型パソコンに装着される電池パックとして有用である。【００８７】
本発明を現時点での好ましい実施態様に関して説明したが、そのような開示を限定的に解釈してはならない。種々の変形および改変は、上記開示を読むことによって本発明に属する技術分野における当業者には間違いなく明らかになるであろう。したがって、添付の請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、すべての変形および改変を包含する、と解釈されるべきものである。
【符号の説明】
【００８８】
１０  電池パック
１１  天面板
１２  電池
１３  側面板
１３ａ  第１側面部
１３ｂ  第２側面部
１５  底面板
１７ａ  第１結合部
１７ｂ  第２結合部
１８  コネクタ
１９、１９Ａ、１９Ｂ  肉厚部
１９Ｃ、１９Ｄ、１９Ｅ  薄肉部
１０１  第１ケース
１０３  第２ケース                                                              
【図１】
2011114625.tif 000005
【図２】
2011114625.tif 000006
【図３】
2011114625.tif 000007
【図４】
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【図５】
2011114625.tif 000009
【図６】
2011114625.tif 000010
【図７】
2011114625.tif 000011
【図８】
2011114625.tif 000012
【図９】
2011114625.tif 000013
【図１０】
2011114625.tif 000014
【図１１】
2011114625.tif 000015
【図１２】
2011114625.tif 000016
【図１３】
2011114625.tif 000017
【図１４】
2011114625.tif 000018
【図１５】
2011114625.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月20日(2012.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2011114625.tif 000020
【国際調査報告】
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2011114625.tif 000022
2011114625.tif 000023
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